盡管新能源汽車市占率已經超過三分之一,續航和補能焦慮依然在制約著產業發展,影響著用戶的出行體驗。
癥結的源頭在電池,乘用車電池兩大技術路線中,磷酸鐵鋰電池安全性高,且成本低,但能量密度和快充能力差,三元鋰電池恰好相反。
這導致兩種電池技術在很長一段時間里存在明顯的楚河漢界:三元鋰電池主要搭載在高配車型上,保證續航和體驗;磷酸鐵鋰電池搭載中低配車型,保證性價比。
為了將二者的優勢合二為一,以磷酸鐵鋰電池為基座,業內做了不少嘗試。比如比亞迪刀片電池通過改進電池工藝,以及車身底盤一體化CTB技術來提升續航,之后蜂巢能源的短刀電池進一步優化結構。目前業內數據最亮眼的是寧德時代最新發布的神行電池,15分鐘400km續航,但這還沒有達到磷酸鐵鋰電池的極限。
12月14日,極氪智能科技發布了自研的金磚電池,讓磷酸鐵鋰電池的快充效率更進一步,充電15分鐘就能跑500+km。
配合800V高壓平臺帶來的快充體驗,以及極充網絡的“1515便利電”布局,極氪正在構建電動出行生態護城河。
15分鐘續航500+km
用戶的補能焦慮中,續航和快充首當其沖。在磷酸鐵鋰低成本的大前提下,金磚電池在這兩方面取得了重大突破。
電池包由多個電芯組成,為了提升續航,一個常規的辦法是提升電芯數量,但是電池包的體積受到車身底盤限制,要在狹小的空間里放下更多電芯,首先要解決的就是解決電池包空間利用率的問題。
來看看業內在電池包利用率上的統計數據:4680電池體積利用率為63%;普通磷酸鐵鋰電池體積利用率是66%;三元鋰電池的天花板,體積利用率剛突破72%。而極氪金磚電池的最高體積利用率達到了變態的83.7%,是全球體積利用率最高的動力電池。
電芯裝在電池物理結構件中,提升利用率的辦法也很簡單,就是對電池包結構件改造。極氪在電池底部使用一體化液冷托盤替代傳統水管結構,減少結構件對電芯空間的擠壓;采用電芯、上蓋、底板的“緊湊三明治結構”,釋放電芯倉縱向空間;在電芯之間采用航空級超薄熱阻隔材料,充分提升體積利用率。相較傳統設計,金磚電池的采樣線路總長度也縮短了157 m,核心零部件數量減少35%,電池質量能量密度也提升10%以上。
按照極氪測算,電池底部使用一體化液冷托盤,“緊湊三明治結構”,超博材料3項對電池空間體積利用率的提升分別是8.5%,7.6%,6%。
邏輯上不存在太復雜的設想,但中間牽扯到電池散熱,固定,新材料使用等一系列問題,操作起來難度很高,屬于典型的知易行難問題。
金磚電池的另一大優勢是高效補能。在10%~80%快充區間內,可實現充電15分鐘續航增加500 km以上,是全球量產充電速度最快的磷酸鐵鋰電池。
為了實現這種效果,極氪在技術上實現了諸多創新,比如在電芯結構上,金磚電池的電極采用疊片多極耳結構設計,超快充工況下,熱量分布更均勻,控溫更高效;金磚電池還采用了雙鉚極柱導流設計,其過流能力相比單極柱方案提升100%;除了結構創新外,極氪還采用鋰離子全程加速技術,通過提升鋰離子釋放、傳輸、接收的全程效率,實現高電壓、大電流下穩定高效的充電性能。
快充需要800V高壓平臺作為底層技術支撐。在統一的800V架構和極充技術下,金磚電池最高充電功率可達500 kW,最大充電倍率達到4.5C;
而為了保證更高的補能效率,極氪提前完成了極充樁的技術布局。
極氪副總裁謝世濱介紹,極充已經進化了3代,功率分別是360kW,600kW,800kW,基本都是樁領先于車。
“我們的800V極充樁等800V的車等了2年。”
極氪副總裁林金文介紹,雖然今年上海車展期間800V才被業內頻繁提起,但極氪2年前就已經打下了適配800V的極充V1樁。極充是國內首個全系具備800V平臺高壓超快充能力的充電網絡。
極氪的判斷是,未來可能會有5C、6C甚至7C的電池技術出現,但出于安全風險的考慮,充電電壓這個數據不可能無限上升。800kW的樁完全能夠支持為6C電池進行充電,3代極充樁是極氪在這方面的提前落位。
主機廠做電池PACK的多,但自研電芯的比較少,安聰慧也解釋了極氪為什么要自研電池的原因。
“極氪認為做一家智能電動汽車企業,未來想要形成競爭力,電池是核心、最基礎的要素,這也是極氪未來發展的護城河之一。”極氪CEO安聰慧認為,電池是電動車的基礎,無論電池、電機還是電控,包括減速箱,電驅動系統和電池是電動車的基礎,這是極氪對電池的認知和重要性定義。
極氪的想法是以電池技術為抓手,配合800V高壓平臺以及極充網絡,給用戶提供極致的智能出行體驗,構建自己的護城河。
“1515便利電”計劃
更高效的補能,需要電池的高充電倍率與超快充補能設施的雙向進化。基于這個邏輯,極氪提出了“1515便利電”的充電補能策略,即15分鐘找到站、15分鐘充好電,讓充電如同去便利店一樣方便。未來三年內,“1515便利電”將覆蓋90%以上的極氪車主,并將無限接近于100%。
極氪在城區內布局“1515便利電”極充網絡;在城際和35家國內公共運營商合作,極氪充電地圖中已累計接入超61萬把優質第三方充電槍。2024年,極氪高速路充電槍的覆蓋率將提升至95%以上。
極充網絡是極氪試出來的結果,最開始規劃補能策略時,極氪提供了3種路線:極充站、超充站和輕充站。但實際測試出來的結果顯示,用戶對極充的滿意度最高,于是從2022年開始,極氪集中火力全面布局極充網絡。
極氪介紹,經過多年探索,極充網絡已經具備了3個非常明顯的優勢:全流程智能充電體系、智能功率共享技術、更合理的布局。
極氪將全流程智能充電體系融入車機系統。從開始找站到結束充電,電池預熱、智能尋樁、智能降鎖等充電全流程實現100%去手機化操作。
對應現實生活,冬天充電是一個比較典型的使用場景。智慧充電模式會在車機導航前往充電途中給電池預熱,以此縮短充電時間。該功能將從OS 5.1開始陸續推送。
智能功率共享技術也是極充站的一大優勢,它可根據每臺在充車輛的受電情況,實時智能分配功率,最大化利用功率池,讓極充站的每個樁都可以是超快充。做一個簡單的假設,如果一個超充樁的4個樁同時在工作,1、2號樁快充滿時,它們的功率會“補貼”給3、4號剛開始充電的樁。
此外,極氪還采用并柜整合輸出方式,將站點周圍變壓器的零散余量接入多個功率柜,降低了大功率超快充站的選址限制;極充V3充電站還可根據場地條件,靈活搭配儲能模塊,用電量低時儲存能量,高峰時釋放儲存電量,緩解電網壓力。
這個邏輯有點像蔚來換電站的能源調控。很多人認為,蔚來的換電站就是補能更快,這只是其一,背后更大的點在于,蔚來以換電站為中臺,智能調控電能的存儲與釋放。現在極氪把這個邏輯移植到了極充網絡上。顯然,這個成本更低,鋪設效率也更快。
極充站還著重解決業內普遍存在的布局不合理問題。林金文認為,盡管目前國內充電槍數已經超過加油槍的槍數量,但用戶的里程焦慮依然存在,其中一個非常重要的原因就是充電樁網絡布局不合理。
極氪的辦法是從基礎車主熱力圖出發,通過大數據智能選址模型,經過精確的測算之后,提出了未來3年千站萬樁的規劃,和“1515便利電”結合,把補能網絡織好。
截至11月30日,極氪累計建成401座極充站,覆蓋全國100座城市,提供2261個極充樁,每個極充樁的充電功率都在360 kW以上。2024年,極氪極充站總數預計將達到1000站;到2026年,極充樁總數預計將達到10000根,實現“千站萬樁”的創想。
不僅如此,目前極氪已和35家國內優質公共運營商合作,極氪充電地圖中已累計接入超61萬把優質第三方充電槍。
這里可以算一下單樁的用戶服務數量,極氪擁有充電樁2261根,累計銷量突破18萬,單樁需要服務人數是79人;理想銷量突破50萬,超充樁只有145根,單樁需要服務人數3448。單樁人數可以理解為單個充電樁需要服務的用戶數量。顯然,這個數據越低,用戶的充電體驗越好。
安聰慧透露,極氪金磚電池發布僅僅2個小時,007的訂單就增加了487臺。可以預見的是,極氪圍繞金磚電池構建的極致出行體驗和高效補能網絡正在對其銷量展現出更強大的推動力。
來源:第一電動網
作者:圓周智行
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